JP7061883B2 - 画像表示装置および画像表示方法 - Google Patents
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Description
図1は、第1実施形態の画像表示装置の概略について示した図である。本発明の形態の画像表示装置101Aは、眼鏡型の画像表示装置(使用者の頭部に装着可能な画像表示装置)であり、いわゆる眼鏡のレンズの位置に対応する箇所に画像を表示する装置である。画像表示装置101Aは、測距センサ部102、画像表示部103、および光源部104を有する。画像表示装置101Aは、頭部に装着する画像表示装置101に画像表示機能と演算処理機能が一体となっている例である。
図4は、本実施形態における測距センサ部102を用いた撮像装置の基本的な構成の一例を示す説明図である。測距センサ部102は、結像させるレンズを用いることなく、外界の物体の画像を取得するものであり、図4に示すように、測距センサ部102で取得した画像を、ジェスチャ検出部206で演算を行うものである。
式6から式7への変換、また式8から式9への変換において信号成分に着目したが、実際には信号成分以外の項が現像を阻害する。そこで、画像処理部209が、フリンジスキャンに基づくノイズキャンセルを行う。三角関数の直交性を利用することで、相関現像方式では、
次に、これまで述べた被写体が遠い場合における撮影用パターン805の画像センサ803への射影の様子を図19に示す。遠方の物体を構成する点2301からの球面波は、十分に長い距離を伝搬する間に平面波となり撮影用パターン805を照射し、その投影像2302が画像センサ803に投影される場合、投影像は撮影用パターン805とほぼ同じ形状である。結果、投影像2302に対して、現像用パターンを用いて現像処理を行うことにより、単一の輝点を得ることが可能である。
続いて、第2実施形態について説明する。本実施形態が第1実施形態と異なる点は、測距センサ部102の構成及び取り付け方法である。第1実施形態と比較し更に小型の画像表示装置101が実現できることを示す。
本実施形態が第1実施形態と異なる点は、変調器2502または変調器2502の撮影用パターン805の位置を動的にシフトすることである。頭部装着型の画像表示装置101の例を示し、例えば、立位、座位などの姿勢状態によって使用者が自然なジェスチャを行えるよう、動的にジェスチャ認識領域をシフトすることにより使用者の使い勝手が向上することを示す。
本発明に従った頭部装着型の画像表示装置101で使用する測距センサの構造の実施例を示し、視野の拡大を実現することを示す。
Claims (10)
- 使用者の頭部に装着可能な画像表示装置であって、
撮像面にアレイ状に配置された複数の受光素子に取り込まれた光学像を画像信号に変換して出力する画像センサと、
前記画像センサの受光面に設けられ、互いに異なる複数のパターンを含む第1のパターンを有し、光の強度を変調する変調器と、
前記変調器を透過した光を前記画像センサで受光して得られる画像データを前記第1のパターンに含まれる複数のパターンに合せて分割し、前記第1のパターンに対応する第2のパターンによる演算により像を復元し、前記使用者のジェスチャを検出するための画像を取得するジェスチャ検出部と、
前記ジェスチャ検出部により取得された画像を用いて、前記使用者のジェスチャを特定し、特定したジェスチャに対応する指示を認識するジェスチャ認識部と、
前記ジェスチャ認識部により認識された指示に応じた結果を表示する画像表示部と、を備え、
前記画像センサの有効領域の中心を画像センサ中心とし、当該画像センサ中心での画像センサ面に対する法線ベクトルをセンサ光軸、前記変調器における前記第1のパターンの中心をパターン中心として、前記画像センサと前記第1のパターンとが平行となり、前記パターン中心が前記センサ光軸からシフトした位置となるように、前記変調器および前記画像センサが設置されており、これにより前記画像センサの前記光学像の取り込み範囲であるジェスチャ認識領域が所定方向にシフトされている、画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記第1のパターンのシフト量の設定を受け付ける設定部を有し、
前記設定部により設定されたシフト量に応じて、前記第1のパターンの位置がシフトされる、画像表示装置。 - 使用者の頭部に装着可能な画像表示装置であって、
撮像面にアレイ状に配置された複数の受光素子に取り込まれた光学像を画像信号に変換して出力する画像センサと、
前記画像センサの受光面に設けられ、互いに異なる複数のパターンを含む第1のパターンを有し、光の強度を変調する変調器と、
前記変調器を透過した光を前記画像センサで受光して得られる画像データを前記第1のパターンに含まれる複数のパターンに合せて分割し、前記第1のパターンに対応する第2のパターンによる演算により像を復元し、前記使用者のジェスチャを検出するための画像を取得するジェスチャ検出部と、
前記ジェスチャ検出部により取得された画像を用いて、前記使用者のジェスチャを特定し、特定したジェスチャに対応する指示を認識するジェスチャ認識部と、
前記ジェスチャ認識部により認識された指示に応じた結果を表示する画像表示部と、を備え、
前記使用者の姿勢状態を特定する姿勢特定部と、
前記姿勢特定部により特定された姿勢状態に基づいて、前記第1のパターンをシフトする変調器制御部と、
をさらに備える、画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記画像センサと前記第1のパターンとの間の距離をdとし、
前記パターン中心が前記センサ光軸からシフト角度θ分シフトした場合、
前記パターン中心のシフト量がd・tanθである、画像表示装置。 - 請求項1乃至3の何れか一項に記載の画像表示装置であって、
前記第1のパターンおよび前記第2のパターンに含まれるパターンは、同心円の中心となる基準座標に対して、外側に向かうほど中心からの半径に反比例して細かくなる複数の同心円からなる、画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記画像センサは、アレイ状の複数のマイクロレンズを含み、
前記画像センサの各受光素子の中心での画像センサ面に対する法線ベクトルを受光素子光軸、マイクロレンズの中心をマイクロレンズ中心として、
前記画像センサの受光素子のアレイとマイクロレンズのアレイとが平行となり、
前記マイクロレンズ中心が、前記パターン中心が前記画像センサの中心からシフトした方向と同一方向に一様に前記受光素子光軸からシフトした位置となるように設置されている、画像表示装置。 - 請求項4に記載の画像表示装置であって、
前記画像センサは、アレイ状の複数のマイクロレンズを含み、
前記画像センサの各受光素子の中心での画像センサ面に対する法線ベクトルを受光素子光軸、マイクロレンズの中心をマイクロレンズ中心として、前記マイクロレンズ中心が前記受光素子光軸から一様に角度θ分シフトした位置となるように設置されている、画像表示装置。 - 請求項1乃至7の何れか一項に記載の画像表示装置であって、
前記使用者に赤外線を照射する光源部と、
前記光源部を制御する光源制御部と、
前記光源部から照射される赤外線光を透過させ、可視光をカットする赤外線透過フィルタと、をさらに備える、画像表示装置。 - 使用者の頭部に装着可能な画像表示装置であって、
撮像面にアレイ状に配置された複数の受光素子に取り込まれた光学像を画像信号に変換して出力する画像センサと、
前記画像センサの受光面に設けられ、互いに異なる複数のパターンを含む第1のパターンを有し、光の強度を変調する変調器と、
前記変調器を透過した光を前記画像センサで受光して得られる画像データを前記第1のパターンに含まれる複数のパターンに合せて分割し、前記第1のパターンに対応する第2のパターンによる演算により像を復元し、前記使用者のジェスチャを検出するための画像を取得するジェスチャ検出部と、
前記ジェスチャ検出部により取得された画像を用いて、前記使用者のジェスチャを特定し、特定したジェスチャに対応する指示を認識するジェスチャ認識部と、
前記ジェスチャ認識部により認識された指示に応じた結果を表示する画像表示部と、を備え、
前記変調器は、複数の第1のパターンを有し、
前記使用者の姿勢状態を特定する姿勢特定部と、
前記複数の第1のパターンの内、遮断部分を切替え可能な液晶表示素子と、
前記姿勢特定部により特定された姿勢状態に基づいて、前記液晶表示素子による遮断部分を切替える液晶表示素子制御部と
をさらに備える、画像表示装置。 - 使用者の頭部に装着可能な画像表示装置で実行する画像表示方法であって、
前記画像表示装置は、撮像面にアレイ状に配置された複数の受光素子に取り込まれた光学像を画像信号に変換して出力する画像センサと、
前記画像センサの受光面に設けられ、互いに異なる複数のパターンを含む第1のパターンを有し、光の強度を変調する変調器と、を備え、
前記画像表示装置は、
前記変調器を透過した光を前記画像センサで受光して得られる画像データを前記第1のパターンに含まれる複数のパターンに合せて分割し、前記第1のパターンに対応する第2のパターンによる演算により像を復元し、前記使用者のジェスチャを検出するための画像を取得するジェスチャ検出ステップと、
前記ジェスチャ検出ステップで取得した画像を用いて、前記使用者のジェスチャを特定し、特定したジェスチャに対応する指示を認識するジェスチャ認識ステップと、
前記ジェスチャ認識ステップで認識した指示に応じた結果を表示する画像表示ステップと、を実行し、
前記画像センサの有効領域の中心を画像センサ中心とし、当該画像センサ中心での画像センサ面に対する法線ベクトルをセンサ光軸、前記変調器における前記第1のパターンの中心をパターン中心として、前記画像センサと前記第1のパターンとが平行となり、前記パターン中心が前記センサ光軸からシフトした位置となるように、前記変調器および前記画像センサが設置されており、これにより前記画像センサの前記光学像の取り込み範囲であるジェスチャ認識領域が所定方向にシフトされている、画像表示方法。
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